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1、空 气 洁 净 技 术 （建筑环境与设备工程 16学时）第3章 洁净室的工作原理及其应用洁净室控制微粒污染的主要途径：1.控制污染源，减少污染发生量；2.迅速有效地排除室内已经发生的污染；3.有效地阻止室外的污染侵入。 （或有效地防止室内污染逸至室外）3.1 非单向流洁净室 流体力学的概念：1.稳定流与不稳定流（按照运动要素流速、加速度等有无时间因 素） 2.渐变流（流线之间基本是等距的，流线接近直线）与突变流（ 按照流线形状） 渐变流中包含有均匀流（渐变流的极限情况）与非均匀流 3.层流与紊流（按照有无质点交换）3.1 非单向流洁净室一、非单向流洁净室原理主要特点：从来流到出流之间气流的流通
2、断面是变化的。流态实质：急变流，紊流，稳定流。3.1 非单向流洁净室二、非单向流洁净室风口 高效过滤器顶送（有扩散板和无扩散板），见图2-1； 流线型散流器顶送，见图2-2； 局部孔板送风，见图2-3； 侧送，见图2-4。3.1 非单向流洁净室非单向流洁净室的作用原理是：当一股干净气流从送 风口送入室内时，迅速向四周扩散、混合。同时把差不 多同样数量的气流从回风口排走，这股干净气流稀释着 室内污染的空气，把原来含尘浓度很高的室内空气冲淡 了，一直达到平衡。所以气流扩散的越快，越均匀，那 么稀释的效果当然越好。非单向流洁净室的原理就是稀释作用。3.1 非单向流洁净室三、非单向流洁净室的效果根据非
3、单向流洁净室的工作原理，它可以达到的洁净度一 般为1 00010 000（6-7）级，如果设计合理，部分情况下可达 100（5）级。室内换气次数越大，一般来说，所得洁净度也越 高。3.2 单向流洁净室一、单向流洁净室的分类1、垂直单向流洁净室（1）顶棚满布高效过滤器送风，全地板格栅回风 这是典型的垂直单向流洁净室，见图。 优点是：可获得均匀向下的单向气流，因而自净能力强 ，能够达到最高的洁净度级别。 缺点是：顶棚结构较复杂，造价和维护费用高，高效过 滤器堵漏较困难。3.2 单向流洁净室一、单向流洁净室的分类1、垂直单向流洁净室（2）侧布高效过滤器顶棚阻尼层送风，全地板格栅回风 （3）顶棚和侧面
4、双布高效过滤器送风，全地板格栅回风 （4）全顶棚送风，两侧下回风3.2 单向流洁净室一、单向流洁净室的分类2、水平单向流洁净室（1）送风墙满布高效过滤器水平送风，全墙面回风 （2）“隧道”式单向流送风3.2 单向流洁净室二、单向流洁净室的原理1、基本原理在单向流洁净室内，干净气流不是一股或几股，而 是充满全室断面，所以这种洁净室不是靠掺混作用，而 是靠推出作用将室内脏空气沿整个断面排至室外，从而 达到净化室内空气的目的。3.2 单向流洁净室二、单向流洁净室的原理2、主要特点 （1）全室断面上的流速比较均匀。 （2）至少在工作区内流线平行。流线平行指时均流线彼 此平行。 （3）至少在工作区内没有
5、涡流。3.2 单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标 （流线平行度、非单向流度、下限风速） 1、流线平行度流线平行的作用是保证尘源散发的尘粒不做垂直于流 向的传播。如果这种传播范围在允许范围之内，则流线 稍有倾斜也应该是许可的。这样，对于单向流洁净室就 有一个允许的流线平行度。工作区是主要工艺进行的区域，所以洁净度级别是用 工作区的含尘浓度表示的。我国对洁净室工作区的规定 是：自地面向上0.8 1.5m ，因工作台面可能低到0.75 m ，因此，这里更严格地取为0.75 m。3.2 单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标2、非单向流度（1）脉动速度u瞬时流速；时均速；脉动速度。3.2
6、单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标2、非单向流度（2）非单向流度非单向流度；ui各测点的速度；时均速；n 测点数。对于单向流洁净室， 应不大于0.25，否则说明该单向 流洁净室的性能较差。3.2 单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标3、下限风速 （1）单向流洁净室气流速度的作用 1）污染气流多方位散布： 2）污染气流与送风气流同向： 3）污染气流与送风气流逆向： 4）全室被污染：3.2 单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标3、下限风速 （2）控制多方位污染对于人体，风速达0.22m/s时，在距人体0.3 m处，污 染浓度已降低到5（100）级以下。3.2 单向流洁净室三、单
7、向流洁净室的三项特性指标3、下限风速（3）控制同向污染根据前面分析，若1.8 m高度位置散发的尘粒，希望不 会超过该人的工作范围而进入相邻工作人员的范围（人 体正中至两边的最大距离为0.5m），以至于造成污染， 则送风速度应不小于0.3m/s。3.2 单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标3、下限风速（4）控制逆向污染 l 垂直单向流洁净室垂直单向流洁净室的主要逆向污染是从热源上升的气 流，因此，其必要的送风速度应根据热源参数确定。 l水平单向流洁净室水平单向流洁净室的主要逆向污染是人行走引起的二 次气流，因此，其必要的送风速度应根据二次气流的流 速确定。 3.2 单向流洁净室三、单向流洁
8、净室的三项特性指标3、下限风速（5）满足合适的自净时间 在全室被污染的情况下，要能以合适的时间，迅速地使 室内空气自净，这就与洁净室气流的流速有很大关系。 气流速度大，自净能力强，自净时间短，但不经济。研 究发现，气流速度大约在0.25 m/s以后，自净时间基本趋 于一致，达一分钟左右，再提高速度，缩短自净时间的 作用已不明显。3.2 单向流洁净室三、单向流洁净室的三项特性指标3、下限风速（6）综合分析上面讨论的四方面控制污染所需的风速相差不大，综合分析， 将下限风速分别划出三档。表3-1 下限风速建议值洁净室下限风速 （m/s）条 件医药工业洁净 厂房设计规 范 值（m/s）垂直 单向流0.
9、12 0.3 不大于0.5平时无人或很少有人进出，无明显热 源 无明显热 源的一般情况 有人、有明显热源，如0.5仍不行，则宜控制热 源尺寸和加以隔热不小于0.25水平 单向流0.3 0.35 不大于0.5平时无人或很少有人进出 一般情况 要求更高或人员进出频繁的情况不小于0.5表3-2 医药工业洁净厂房气流组织与送风量 空气洁净 度100级10000级100000级大于100000 级气流流型 垂直单向流 水平单向流 非单向流 非单向流 非单向流 气 流 组 织 型 式主要 送风 方式 1.顶送(高效过 滤器占顶棚面 积60%) 2.侧布高效过 滤器顶棚设阻 尼层送风 1.侧送(送风墙 满布
10、高效过滤 器) 2.侧送(高效空 气过滤器占送 风墙面积 40%) 1.顶送 2.上侧墙送风 1.顶送 2.上侧墙送风 1.顶送 2.上侧墙送风主要 回风 方式 1.相对两侧墙 下部均布回风 口 2.格棚地面回风1.回风墙满 布 回风口 2. 回风墙局部 布置回风口 1.单侧墙 下部 布置回风口 2. 走廊回风(走 廊内均布回风 口或端部集中 回风) 1.单侧墙 下部 布置回风口 2.走廊回风(走 廊内均布回风 口或端部集中 回风) 3.顶部布置回风 口(有粉尘和有 害物质的洁净 室除外) 1.单侧墙 下部 布置回风口 2.走廊回风(走 廊内均布回风 口或端部集中 回风) 3.顶部布置回风 口(室内粉尘量 大和有害物质 的洁净室除外) 送 风 量气流流 经室内 断面风 速(m/s) 不小于0.25 不小于0.5 换气次 数(次/h) 不小于25不小于15不小于12 洁净厂房设计规范规定：1-4级 应 垂直单向流5级 应 垂直单向流或水平单向流6-9级 宜 非单向流
